ГОРНЫЕ МАШИНЫ
Оригинальная статья
УДК 622.23.05 © Ю.Е. Воронов, А.Ю. Воронов, Д.М. Дубинкин, О.С. Максимова, 2023
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 9-2023 /1171/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2023-9-75-83
Название
Диспетчеризация в карьерных экскаваторно-автомобильных комплексах с беспилотным транспортом
Авторы
Воронов Ю.Е., доктор техн. наук, профессор, профессор кафедры ЭА КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева,
650000, Кемерово, Россия, e-mail: vyue.ap@kuzstu.ru
Воронов А.Ю., канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры ЭА КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева, 650000, Кемерово, Россия, e-mail: voronovayu@kuzstu.ru
Дубинкин Д.М., канд. техн. наук, доцент, ведущий научный сотрудник научного центра «Цифровые технологии» КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева, 650000, Кемерово, Россия, e-mail: ddm.tm@kuzstu.ru
Максимова О.С., младший научный сотрудник научного центра «Цифровые технологии» КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева, 650000, Кемерово, Россия, e-mail: maksimovaos@kuzstu.ru
Аннотация
Беспилотный карьерный автотранспорт приобретает все большую популярность в мире. Его использование позволяет повысить безопасность и производительность открытых горных работ, снизить затраты на содержание персонала и техническое обслуживание, а также сократить вредные выбросы в атмосферу. Однако использование беспилотного транспорта не даст ожидаемого эффекта без грамотного управления его работой – в частности, при его взаимодействии с карьерными экскаваторами в составе экскаваторно-автомобильных комплексов (ЭАК). Эффективное управление (диспетчеризация) позволяет снизить непроизводительные простои технологического карьерного оборудования, что является ключом к повышению производительности открытых горных работ в целом и ЭАК в частности. В данной работе проанализированы простои, имеющие место на действующих угольных разрезах, а также то, как на эти простои может повлиять использование беспилотного карьерного транспорта. Затем обозначены основные направления повышения производительности и некоторые особенности диспетчеризации беспилотного карьерного транспорта в сравнении с обычным. После этого описана двухуровневая модель управления ЭАК, которую можно применять как с обычным, так и с беспилотным транспортом. В конце работы представлены некоторые результаты расчетов по этой модели, показывающие ее эффективность.
Ключевые слова
Карьер, экскаваторно-автомобильный комплекс, беспилотный карьерный самосвал, диспетчеризация, имитационное моделирование
Список литературы
1. Журавлев А.Г. Тенденции развития транспортных систем карьеров с использованием роботизированных машин // Проблемы недропользования. 2014. № 3. С. 164–175.
2. Дубинкин Д.М. Современное состояние техники и технологий в области автономного управления движением транспортных средств угольных карьеров // Горное оборудование и электромеханика. 2019. № 6. С. 8-15. DOI 10.26730/1816-4528-2019-6-8-15.
3. Хазин М.Л. Роботизированная техника для добычи полезных ископаемых // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2020. Т. 18. № 1. С. 4–15.
4. Об интенсивности изменения производительности автономной тяжелой платформы / М.А. Тюленев, С.О. Марков, Д.М. Дубинкин и др. // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2021. № 1. С. 97-108. DOI 10.26730/1999-4125-2021-1-97-108.
5. Обзор систем безлюдных грузовых перевозок на карьерах / А.Ю. Воронов, Ю.Е. Воронов, И.С. Сыркин и др. // Уголь. 2022. № S12. С. 30–36. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-S12-30-36.
6. Дубинкин Д.М., Аксенов В.В., Пашков Д.А. Тенденции развития беспилотных карьерных самосвалов // Уголь. 2023. № 6. С. 72-79. DOI 10.18796/0041-5790-2023-6-72-79.
7. Инструкция по учету рабочего времени технологического автотранспорта. Кемерово: ОАО «УК “Кузбассразрезуголь”». 2004. 11 с.
8. Mine planning and selection of autonomous trucks / R. Price, M. Cornelius, L. Burnside et at. // MPES-2019 Proceedings. 2020. P. 203–212.
9. Benlaajili S., Moutaouakkil F., Chebak A. Infrastructural requirements for the implementation of autonomous trucks in open-pit mines // VIth International Innovative Mining Symposium. 2021. E3S Web of Conferences 315. p. 03009.
10. A dynamic dispatching problem for autonomous mine trucks in open-pit mines considering endogenous congestion / L. Zhang, W. Shan, B. Zhou et al. // Transportation Research Part C: Emerging Technologies. 2023. Vol. 150. P. 104080.
11. Munirathinam M., Yingling J. C. A review of computer-based truck dispatching strategies for surface mining operations // International Journal of Surface Mining, Reclamation and Environment. 1994. Vol. 8. No 1. P. 1–15.
12. Alarie S., Gamache M. Overview of solution strategies used in truck dispatching systems for open pit mines // International Journal of Surface Mining, Reclamation and Environment. 2002. Vol. 16. No 1. P. 59–76.
13. Afrapoli A.M., Askari-Nasab H. Mining fleet management systems: a review of models and algorithms // International Journal of Mining, Reclamation and Environment. 2019. Vol. 33. No 1. P. 42–60.
14. Воронов А.Ю., Дубинкин Д.М., Воронов Ю.Е. Обзор моделей диспетчеризации карьерного автотранспорта // Горная промышленность. 2022. № 6. С. 111–121.
15. Воронов А.Ю., Воронов Ю.Е. Мультиуровневая модель управления экскаваторно-автомобильными комплексами разрезов // Горное оборудование и электромеханика. 2019. № 5. С. 8–15.
Поддержка
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации по соглашению от 30.09.2022 г. №075-15-2022-1198 с ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева» Комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла «Разработка и внедрение комплекса технологий в областях разведки и добычи твердых полезных ископаемых, обеспечения промышленной безопасности, биоремедиации, создания новых продуктов глубокой переработки из угольного сырья при последовательном снижении экологической нагрузки на окружающую среду и рисков для жизни населения» (КНТП «Чистый уголь – Зеленый Кузбасс») в рамках реализации мероприятия «Разработка и создание беспилотного карьерного самосвала челночного типа грузоподъемностью 220 тонн» в части выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.
Для цитирования
Диспетчеризация в карьерных экскаваторно-автомобильных комплексах с беспилотным транспортом / Ю.Е. Воронов, А.Ю. Воронов, Д.М. Дубинкин и др. // Уголь. 2023. № 9. С. 75-83. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-9-75-83.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 7.07.2023
Одобрена рецензентами: 14.08.2023
Принята к публикации: 25.08.2023
